Xây dựng hệ thống quản lý và cảnh báo ô nhiễm Khu công nghiệp Đồng Văn sử dụng GIS

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

ĐINH THỊ THU HIỀN

XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ VÀ CẢNH BÁO Ô

NHIỄM KHU CÔNG NGHIỆP ĐỒNG VĂN SỬ DỤNG GIS

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

THÁI NGUYÊN, 2018

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

ĐINH THỊ THU HIỀN

XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ VÀ CẢNH BÁO Ô

NHIỄM KHU CÔNG NGHIỆP ĐỒNG VĂN SỬ DỤNG GIS

Chuyên ngành: Khoa học máy tính

Mã số: 8 48 01 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. ĐẶNG VĂN ĐỨC

THÁI NGUYÊN, 2018

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản luận văn “Xây dựng hệ thống quản lý và cảnh báo

ô nhiễm khu công nghiệp Đồng Văn sử dụng Gis” là công trình nghiên cứu của

tôi, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Đặng Văn Đức, tham khảo các

nguồn tài liệu đã được chỉ rõ trong trích dẫn và danh mục tài liệu tham khảo. Các

nội dung công bố và kết quả trình bày trong luận văn này là trung thực và chưa

từng được ai công bố trong bất cứ công trình nào.

Thái Nguyên, tháng 5 năm 2018

Đinh Thị Thu Hiền

ii

LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS. Đặng Văn Đức, Thầy đã tận

tình chỉ bảo giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.

Xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô trong Phòng Đào tạo, Trường Đại học

Công nghệ thông tin và Truyền thông, Đại học Thái Nguyên đã nhiệt tình giảng

dạy, trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập tại

trường.

Xin cảm ơn các bạn cùng lớp và đồng nghiệp nơi tôi công tác đã tạo điều

kiện cho tôi hoàn thành luận văn này.

Xin gửi lời cảm ơn tới gia đình tôi đã động viên tôi trong suốt quá trình học

tập và hoàn thành luận văn.

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................. 1

LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................ii

MỤC LỤC............................................................................................................iii

DANH MỤC HÌNH VẼ........................................................................................ v

PHẦN I: MỞ ĐẦU ............................................................................................... 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ GIS VÀ BÀI TOÁN QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

............................................................................................................................... 4

1.1. Các khái niệm cơ bản về GIS:...................................................................... 4

1.1.1. Một số định nghĩa về hệ thông tin địa lý .............................................. 4

1.1.2. Các thành phần của hệ thông tin địa lý ................................................. 6

1.2. Biểu diễn dữ liệu địa lý ............................................................................... 9

1.2.1. Các thành phần của dữ liệu địa lý......................................................... 9

1.2.2. Mô hình biểu diễn dữ liệu không gian[3] ........................................... 13

1.2.3. Phân tích và xử lý dữ liệu không gian ................................................ 18

1.3. Ứng dụng GIS trong bài toán quản lý và cảnh báo ô nhiễm...................... 24

1.3.1. Các lĩnh vực liên quan với hệ thông tin địa lý .................................... 24

1.3.2. Những bài toán của GIS...................................................................... 25

1.3.3. Bài toán của GIS trong quản lý và cảnh báo ô nhiễm môi trường: .... 25

CHƯƠNG II PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN HỖ TRỢ VÀ CẢNH BÁO Ô NHIỄM

MÔI TRƯỜNG ................................................................................................... 27

2.1 Kỹ thuật xây dựng vùng đệm trong GIS..................................................... 27

2.1.1 Giới thiệu về xây dựng vùng đệm trong GIS....................................... 27

2.1.2 Vùng đệm của điểm dữ liệu ................................................................. 27

2.1.3 Vùng đệm của xâu đoạn thẳng............................................................ 28

2.1.4 Vùng đệm của vùng xác định bởi đa giác............................................ 32

2.2 Kỹ thuật xếp chồng bản đồ.......................................................................... 35

iv

2.2.1 Khái quát về xếp chồng bản đồ............................................................ 35

2.2.2 Các phương pháp xếp chồng bản đồ.................................................... 37

2.2.3 Thuật toán Bently – Ottmann............................................................... 38

2.3 Kỹ thuật nội suy không gian ....................................................................... 43

2.3.1 Nội suy trọng số không gian (IDW) .................................................... 43

2.3.2 Kỹ thuật Kriging .................................................................................. 43

2.4 Kết luận chương .......................................................................................... 46

CHUƠNG III XÂY DỰNG CHUƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM VÀ CẢNH BÁO

Ô NHIỄM............................................................................................................ 47

3.1 Mô tả bài toán cảnh báo ô nhiễm tại khu công nghiệp Đồng văn bằng GIS .. 47

3.2 Mô hình hệ thống thử nghiệm..................................................................... 47

3.3 Lựa chọn công cụ phát triển và môi trường thử nghiệm............................. 48

3.4 Đánh giá kết quả thử nghiệm ...................................................................... 49

KẾT LUẬN VÀ HUỚNG PHÁT TRIỂN .......................................................... 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 60